JP2002341195A - Semiconductor laser module - Google Patents

Semiconductor laser module

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JP2002341195A JP2001145738A JP2001145738A JP2002341195A JP 2002341195 A JP2002341195 A JP 2002341195A JP 2001145738 A JP2001145738 A JP 2001145738A JP 2001145738 A JP2001145738 A JP 2001145738A JP 2002341195 A JP2002341195 A JP 2002341195A
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fiber
light
wavelength
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Masahiko Namiwaka
雅彦 波若
Masahiro Kanda
征広 神田
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    • H01S5/1215—Multiplicity of periods

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor laser module with which the wavelength of a laser beam is stabilized even when the central wavelength of the oscillation center of a semiconductor laser element varies, and the variation in optical output characteristics is suppressed. SOLUTION: Fiber gratings 5 and 6 which have approximately the same reflection center wavelength are formed in an optical fiber 4, and only the reflection center wavelength component of the laser beam emitted from the semiconductor laser element 1 is reflected to the semiconductor laser element 1 with the fiber gratings 5 and 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに関し、特に外部共振器を備えた半導体レーザモ
ジュールに関する。The present invention relates to a semiconductor laser module, and more particularly to a semiconductor laser module having an external resonator.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、半導体レーザモジュールにおい
て、そのモジュールから出力されるレーザ光の波長を安
定化させる技術としては、光ファイバに半導体レーザ素
子の発振可能波長帯で回折格子を有すファイバグレーテ
ィングを１個形成し、半導体レーザ素子の裏面（Ｈｒ
面）と光ファイバに形成されたファイバグレーティング
とにより外部共振器を構成する手段が最も一般的であ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor laser module, as a technique for stabilizing the wavelength of laser light output from the module, a fiber grating having a diffraction grating in an oscillatable wavelength band of a semiconductor laser element is used in an optical fiber. One is formed and the back surface (Hr
The most common means is to form an external resonator by using the (surface) and the fiber grating formed on the optical fiber.

【０００３】例えば、JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOG
Y ,VOL 15 ,NO 8 ,AUGUST 1997 には、９８０［ｎｍ］
帯レーザ素子と、光ファイバに刻んだファイバグレーテ
ィング（その反射中心波長は９７５［ｎｍ］であり、そ
の反射率は２〜４［％］である）とにより外部共振器を
構成することによって、半導体レーザモジュールから送
出されるレーザ光の波長を９７５［ｎｍ］に安定化させ
るようにした技術が記載されている。[0003] For example, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOG
980 [nm] for Y, VOL 15, NO 8, AUGUST 1997
By forming an external resonator with a band laser element and a fiber grating cut in an optical fiber (the reflection center wavelength is 975 [nm] and the reflectance is 2 to 4 [%]), a semiconductor is formed. A technique for stabilizing the wavelength of laser light transmitted from a laser module to 975 [nm] is described.

【０００４】しかし、半導体レーザモジュールから出力
されるレーザ光の波長を安定化させることを目的とした
上述の従来技術には、次のような問題があった。[0004] However, the above-mentioned prior art aimed at stabilizing the wavelength of laser light output from a semiconductor laser module has the following problems.

【０００５】すなわち、ファイバグレーティングに引き
込むことができる半導体レーザ素子の発振中心波長には
限界があるので、ファイバグレーティングの反射中心波
長と半導体レーザ素子の発振中心波長とが離れていけば
いくほど、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を
ファイバグレーティングに引き込むことができなくなっ
てゆく。したがって、この場合、ファイバグレーティン
グで決定される波長の他に、半導体レーザ素子単体の波
長でも発振して競合してしまい、光出力の波長が安定し
なくなるという問題がある。That is, since there is a limit on the oscillation center wavelength of a semiconductor laser device that can be drawn into a fiber grating, the farther the reflection center wavelength of the fiber grating and the oscillation center wavelength of the semiconductor laser device are, the more the semiconductor becomes. The laser light emitted from the laser element cannot be drawn into the fiber grating. Therefore, in this case, in addition to the wavelength determined by the fiber grating, the wavelength of the semiconductor laser element alone oscillates and competes, and there is a problem that the wavelength of the optical output becomes unstable.

【０００６】また、ファイバグレーティングの反射中心
波長と半導体レーザ素子の発振中心波長とがさらに離れ
ると、半導体レーザ素子からのレーザ光をファイバグレ
ーティングに引き込むことが全くできなくなるので、半
導体レーザ素子の発振中心波長のみで発振してしまい、
半導体レーザ素子単体の波長のレーザ光のみが半導体レ
ーザモジュールから出力されるという問題がある。Further, if the central wavelength of reflection of the fiber grating and the central wavelength of oscillation of the semiconductor laser device are further apart, laser light from the semiconductor laser device cannot be drawn into the fiber grating at all. Oscillates only at the wavelength,
There is a problem that only the laser light of the wavelength of the semiconductor laser element alone is output from the semiconductor laser module.

【０００７】このような問題を解決することを目的とし
た従来の技術として、特開２０００−１３１５５９号公
報（第１の公報）に記載のレーザダイオードモジュール
（ＬＤモジュール）がある。第１の公報に記載のＬＤモ
ジュールは、ＬＤチップを内蔵するＬＤ光源と光ファイ
バとが光結合されたＬＤモジュールである。光ファイバ
はグレーティングファイバであり、そのファイバグレー
ティングの反射中心波長は、ＬＤチップの２５［℃］に
おける発振中心波長より２〜１０［ｎｍ］短い波長に設
定されている。As a conventional technique for solving such a problem, there is a laser diode module (LD module) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131559 (first publication). The LD module described in the first publication is an LD module in which an LD light source having a built-in LD chip and an optical fiber are optically coupled. The optical fiber is a grating fiber, and the reflection center wavelength of the fiber grating is set to a wavelength shorter by 2 to 10 nm than the oscillation center wavelength of the LD chip at 25 ° C.

【０００８】より具体的には、第１の公報に記載のＬＤ
モジュールでは、ＬＤチップとして、その発振中心波長
が０［℃］で９６８［ｎｍ］，２５［℃］で９７５［ｎ
ｍ］，４０［℃］で９８１［ｎｍ］に変化するチップが
使用され、光ファイバのファイバグレーティングの反射
中心波長は９７０［ｎｍ］に設定されている。このよう
な構成の第１の公報に記載のＬＤモジュールでは、通常
の使用環境温度である２５［℃］を中心として±２５
［℃］の温度範囲でＬＤ光の発振中心波長をファイバグ
レーティングの反射中心波長である９７０［ｎｍ］にロ
ックすることができる旨が記載されている。More specifically, the LD described in the first publication
In the module, the LD chip has an oscillation center wavelength of 968 [nm] at 0 [° C.] and 975 [n] at 25 [° C.].
m] and a chip that changes to 981 [nm] at 40 [° C.], and the reflection center wavelength of the fiber grating of the optical fiber is set to 970 [nm]. In the LD module described in the first publication having such a configuration, ± 25 centered on a normal use environment temperature of 25 [° C.].
It describes that the oscillation center wavelength of the LD light can be locked to 970 [nm] which is the reflection center wavelength of the fiber grating in a temperature range of [° C].

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の公報に
記載の技術では、半導体レーザモジュールを作成する場
合、半導体レーザ素子の発振中心波長とファイバグレー
ティングの反射中心波長とをある程度一致させなければ
ならないので、使用する半導体レーザ素子を選別する必
要がある。これは、安価な半導体レーザモジュールを作
成する上での弊害になっていた。However, according to the technique described in the first publication, when a semiconductor laser module is manufactured, the oscillation center wavelength of the semiconductor laser element and the reflection center wavelength of the fiber grating must be matched to some extent. Therefore, it is necessary to select a semiconductor laser device to be used. This has been a disadvantage in producing an inexpensive semiconductor laser module.

【００１０】ここで、半導体レーザモジュールから出力
されるレーザ光の波長を安定化させることを目的とした
上述の従来技術の問題及び上述の第１の公報に記載の技
術の問題を解決するためには、ファイバグレーティング
に引き込むことができる半導体レーザ素子の発振中心波
長範囲を広くすればよい。ファイバグレーティングに引
き込むことができる半導体レーザ素子の発振中心波長範
囲は、一般的に、半導体レーザ素子の前面反射率とファ
イバグレーティングの反射率との関係で決まり、ファイ
バグレーティングの反射率を高くすることが最も効果的
である。Here, in order to solve the above-mentioned problems of the prior art for stabilizing the wavelength of laser light output from the semiconductor laser module and the problems of the technology described in the above-mentioned first publication. It is sufficient to widen the oscillation center wavelength range of the semiconductor laser element that can be drawn into the fiber grating. The oscillation center wavelength range of the semiconductor laser device that can be drawn into the fiber grating is generally determined by the relationship between the front surface reflectance of the semiconductor laser device and the reflectance of the fiber grating, and it is necessary to increase the reflectance of the fiber grating. Most effective.

【００１１】しかしながら、単純にファイバグレーティ
ングの反射率を高くしただけでは、半導体レーザ素子か
らみたファイバグレーティングからの反射光のコヒーレ
ンシーが高くなってしまう。したがって、この方法で
は、ファイバグレーティングに引き込むことができる半
導体レーザ素子の発振中心波長範囲を広げることはでき
るが、モジュール化後の光出力特性にキンクが発生する
等の問題がある。However, simply increasing the reflectivity of the fiber grating increases the coherency of the reflected light from the fiber grating as viewed from the semiconductor laser device. Therefore, in this method, although the oscillation center wavelength range of the semiconductor laser device that can be drawn into the fiber grating can be widened, there is a problem such as occurrence of kink in the optical output characteristics after modularization.

【００１２】また、光出力特性を安定化させることを目
的とした技術として特開平１０−２９３２３４号公報
（第２の公報）に記載の技術がある。第２の公報に記載
の半導体レーザモジュールでは、互いに異なる波長の光
を反射する２つのファイバグレーティングが光ファイバ
に形成されている。そして、それら２つのファイバグレ
ーティングは、半導体レーザチップを収納するパッケー
ジ内、もしくは、パッケージと光ファイバを結合する結
合手段内に相当する箇所に形成されている。As a technique for stabilizing the light output characteristics, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-293234 (second publication). In the semiconductor laser module described in the second publication, two fiber gratings that reflect light having different wavelengths from each other are formed in the optical fiber. The two fiber gratings are formed in a package corresponding to the semiconductor laser chip or in a portion corresponding to a coupling unit for coupling the package and the optical fiber.

【００１３】このように構成された第２の公報に記載の
半導体レーザモジュールでは、光出力特性を安定化させ
ることはできるが、光ファイバに形成された２つのファ
イバグレーティングの反射中心波長は互いに異なるの
で、モジュール化後の波長が異なる２つのモードで発振
するという問題がある。In the semiconductor laser module described in the second publication, the optical output characteristics can be stabilized, but the reflection center wavelengths of the two fiber gratings formed in the optical fiber are different from each other. Therefore, there is a problem in that oscillation occurs in two modes having different wavelengths after modularization.

【００１４】また、特開２０００−１９４０２３号公報
（第３の公報）には、互いに異なる波長の光を反射する
２つのファイバグレーティングが光ファイバに形成さ
れ、それら２つのファイバグレーティングの反射中心波
長が半導体レーザ素子の出射光の所定波長をはさむ前後
の波長に設定されている半導体レーザモジュールが記載
されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-194023 (third publication) discloses that two fiber gratings that reflect light of different wavelengths are formed in an optical fiber, and the reflection center wavelengths of the two fiber gratings are different. There is described a semiconductor laser module which is set to a wavelength before and after a predetermined wavelength of light emitted from a semiconductor laser element.

【００１５】第３の公報に記載の半導体レーザモジュー
ルは上述のように構成されているので、半導体レーザ素
子の発振中心波長が２つのファイバグレーティングの反
射中心波長より短波長側にある場合、反射中心波長が短
い方のファイバグレーティングで決定される波長のみで
発振する。また、半導体レーザ素子の発振中心波長が２
つのファイバグレーティングの反射中心波長の間にある
場合、２つのファイバグレーティングでそれぞれ決定さ
れる２つの波長で発振する。さらに、半導体レーザ素子
の発振中心波長が２つのファイバグレーティングの反射
中心波長より長波長側にある場合、反射中心波長が長い
方のファイバグレーティングで決定される波長のみで発
振する。このように、第３の公報に記載の半導体レーザ
モジュールでは、半導体レーザ素子の発振中心波長の変
化に応じて、光ファイバから取り出されるレーザ光の波
長が異なってしまうという問題がある。Since the semiconductor laser module described in the third publication is constructed as described above, if the oscillation center wavelength of the semiconductor laser element is shorter than the reflection center wavelengths of the two fiber gratings, the reflection center is It oscillates only at the wavelength determined by the shorter fiber grating. Further, the oscillation center wavelength of the semiconductor laser device is 2
When it is between the reflection center wavelengths of two fiber gratings, it oscillates at two wavelengths respectively determined by the two fiber gratings. Furthermore, when the oscillation center wavelength of the semiconductor laser element is on the longer wavelength side than the reflection center wavelengths of the two fiber gratings, the semiconductor laser element oscillates only at the wavelength determined by the longer fiber grating. As described above, the semiconductor laser module described in the third publication has a problem that the wavelength of the laser light extracted from the optical fiber varies according to the change of the oscillation center wavelength of the semiconductor laser element.

【００１６】本発明の目的は、半導体レーザ素子の発振
中心波長が変動してもレーザ光の波長を安定化させるこ
とができると共に、光出力特性の変動を抑えることがで
きる半導体レーザモジュールを提供することである。An object of the present invention is to provide a semiconductor laser module which can stabilize the wavelength of laser light even if the oscillation center wavelength of a semiconductor laser element fluctuates and can suppress fluctuations in light output characteristics. That is.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザモジュールは、半導体レーザ素子と光ファイバとが光
結合された半導体レーザモジュールであって、前記光フ
ァイバは、前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ
光のうち、略同一の所定の波長の光のみを前記半導体レ
ーザ素子へそれぞれ反射する複数のファイバグレーティ
ングを有することを特徴とする。A semiconductor laser module according to the present invention is a semiconductor laser module in which a semiconductor laser device and an optical fiber are optically coupled, wherein the optical fiber is a laser beam emitted from the semiconductor laser device. It is characterized in that it has a plurality of fiber gratings for reflecting only light having substantially the same predetermined wavelength out of the light to the semiconductor laser device.

【００１８】また、前記半導体レーザモジュールにおい
て、前記複数のファイバグレーティングが反射する光の
波長の各々同士の間隔は、１．０ｎｍ以下であることを
特徴とする。In the semiconductor laser module, an interval between wavelengths of light reflected by the plurality of fiber gratings is 1.0 nm or less.

【００１９】さらに、前記半導体レーザモジュールにお
いて、前記光ファイバが有するファイバグレーティング
と前記半導体レーザ素子との距離は５０ｃｍ以上である
ことを特徴とする。またさらに、前記半導体レーザモジ
ュールにおいて、前記光ファイバが有するファイバグレ
ーティングの各々は、０．５〜８％の反射率を有するこ
とを特徴とする。Further, in the semiconductor laser module, a distance between a fiber grating of the optical fiber and the semiconductor laser element is 50 cm or more. Still further, in the semiconductor laser module, each of the fiber gratings of the optical fiber has a reflectance of 0.5 to 8%.

【００２０】さらにはまた、前記半導体レーザモジュー
ルにおいて、前記レーザ光を平行光に変換する第１のレ
ンズと、前記平行光を集光する第２のレンズとを有し、
前記第２のレンズにより集光された前記レーザ光は、前
記光ファイバの端面で焦点を結び、前記光ファイバを伝
播することを特徴とする。そして、前記半導体レーザモ
ジュールにおいて、前記光ファイバに入射する前記レー
ザ光が前記第２のレンズの入射領域外に反射されるよう
に前記端面の形状が加工され、前記端面には反射防止膜
が施されていることを特徴とする。Further, in the semiconductor laser module, the semiconductor laser module has a first lens for converting the laser light into parallel light, and a second lens for condensing the parallel light,
The laser beam condensed by the second lens is focused on an end face of the optical fiber and propagates through the optical fiber. Then, in the semiconductor laser module, the shape of the end face is processed so that the laser light incident on the optical fiber is reflected outside the incident area of the second lens, and an anti-reflection film is formed on the end face. It is characterized by having been done.

【００２１】また、前記半導体レーザモジュールにおい
て、前記光ファイバの先端はくさび形状に加工され、前
記レーザ光は前記先端から前記光ファイバに入射するこ
とを特徴とする。Further, in the semiconductor laser module, a tip of the optical fiber is processed into a wedge shape, and the laser light is incident on the optical fiber from the tip.

【００２２】本発明の作用は次の通りである。互いに略
同一の反射中心波長を有する複数のファイバグレーティ
ングを光ファイバに形成し、それら複数のファイバグレ
ーティングにより、半導体レーザ素子から出射されたレ
ーザ光のうち反射中心波長成分のみを半導体レーザ素子
へ反射するようにしている。このように、互いに略同一
の反射中心波長を有する複数のファイバグレーティング
を用いることで、半導体レーザ素子から出射されるレー
ザ光の波長が大きく変化しても、そのレーザ光を複数の
ファイバグレーティングに引き込むことができるので、
半導体レーザモジュールから出射されるレーザ光の波長
を反射中心波長に安定化することができる。さらに、単
純にファイバグレーティングの反射率を高くした場合と
異なり、半導体レーザ素子からみた反射光のコヒーレン
シーが高くなることを防ぐことができるので、キンクの
ない光出力特性を得ることができる。The operation of the present invention is as follows. A plurality of fiber gratings having substantially the same reflection center wavelength are formed on an optical fiber, and the plurality of fiber gratings reflect only the reflection center wavelength component of the laser light emitted from the semiconductor laser element to the semiconductor laser element. Like that. As described above, by using a plurality of fiber gratings having substantially the same reflection center wavelength, even if the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser device changes greatly, the laser light is drawn into the plurality of fiber gratings. So you can
The wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser module can be stabilized at the reflection center wavelength. Furthermore, unlike the case where the reflectivity of the fiber grating is simply increased, it is possible to prevent the coherency of the reflected light from the semiconductor laser element from being increased, so that a kink-free optical output characteristic can be obtained.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施例に
よる半導体レーザモジュールの構成を示す図である。図
１において、本発明の第１の実施例による半導体レーザ
モジュールは、半導体レーザ素子１と、第一のレンズ２
と、第二のレンズ３と、光ファイバ４とを有している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser module according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a semiconductor laser module according to a first embodiment of the present invention includes a semiconductor laser device 1 and a first lens 2.
, A second lens 3, and an optical fiber 4.

【００２４】本発明の第１の実施例による半導体レーザ
モジュールは、半導体レーザ素子１と光ファイバ４とが
高効率で光結合され、半導体レーザ素子１から出射され
たレーザ光を光ファイバ４より取り出すものである。In the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention, the semiconductor laser element 1 and the optical fiber 4 are optically coupled with high efficiency, and the laser light emitted from the semiconductor laser element 1 is extracted from the optical fiber 4. Things.

【００２５】また、本発明の第１の実施例による半導体
レーザモジュールは、温度変化等によって半導体レーザ
素子１の発振中心波長が大きく変化したとしても、自モ
ジュールから出力されるレーザ光の波長が変動しないよ
うにするために、自モジュールの外部共振器として、略
同一の反射中心波長を有する第一のファイバグレーティ
ング５及び第二のファイバグレーティング６を光ファイ
バ４に形成したものである。Further, in the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention, even if the oscillation center wavelength of the semiconductor laser element 1 largely changes due to a temperature change or the like, the wavelength of the laser beam output from the module itself varies. In order to avoid this, a first fiber grating 5 and a second fiber grating 6 having substantially the same reflection center wavelength are formed in the optical fiber 4 as external resonators of the module itself.

【００２６】第一のレンズ２は、半導体レーザ素子１か
ら出射されて広がった出射光を平行光に変換するレンズ
である。第二のレンズ３は、第一のレンズ２からの平行
光を効率よく光ファイバ４に入射させるために、光ファ
イバ４の端面で焦点を結ぶレンズである。なお、光ファ
イバ４の端面には、その端面で反射した光が半導体レー
ザ素子１に逆戻りしないように、斜めに研磨されてい
る。すなわち、光ファイバ４に入射するレーザ光が光フ
ァイバ４の端面で反射される場合、第二のレンズ３の入
射領域外に反射されるように光ファイバ４の端面の形状
が加工されている。さらに、光ファイバ４の端面には、
反射防止膜が施されている。The first lens 2 is a lens that converts outgoing light emitted from the semiconductor laser device 1 and spread to parallel light. The second lens 3 is a lens that focuses on the end face of the optical fiber 4 so that the parallel light from the first lens 2 efficiently enters the optical fiber 4. The end face of the optical fiber 4 is polished diagonally so that the light reflected on the end face does not return to the semiconductor laser device 1. In other words, the shape of the end face of the optical fiber 4 is processed so that when the laser light incident on the optical fiber 4 is reflected by the end face of the optical fiber 4, the laser light is reflected outside the incident area of the second lens 3. Further, the end face of the optical fiber 4
An anti-reflection film is provided.

【００２７】光ファイバ４には、第一のファイバグレー
ティング５と第二のファイバグレーティング６とが形成
されている。第一のファイバグレーティング５及び第二
のファイバグレーティング６の各々は、例えば光ファイ
バ４のコア部に紫外線を照射することにより、周期的に
屈折率の変化を生じさせて回折格子を形成したものであ
る。A first fiber grating 5 and a second fiber grating 6 are formed on the optical fiber 4. Each of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 has a diffraction grating formed by irradiating the core of the optical fiber 4 with ultraviolet rays, for example, to periodically change the refractive index. is there.

【００２８】第一のファイバグレーティング５及び第二
のファイバグレーティング６の各反射中心波長並びに各
半値幅は、半導体レーザ素子１の発振波長帯範囲内で安
定化させたい任意の１波長，半値幅に設定することがで
きる。ここでは、第一のファイバグレーティング５及び
第二のファイバグレーティング６の各反射中心波長を９
７５［ｎｍ］とし、第一のファイバグレーティング５及
び第二のファイバグレーティング６の各半値幅を０．５
〜３．０［ｎｍ］としている。The respective reflection center wavelengths and half widths of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 are set to any one wavelength and half width desired to be stabilized within the oscillation wavelength range of the semiconductor laser device 1. Can be set. Here, the respective reflection center wavelengths of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 are set to 9
75 [nm], and the half width of each of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 is 0.5
３3.0 [nm].

【００２９】上記の説明では、第一のファイバグレーテ
ィング５及び第二のファイバグレーティング６の各反射
中心波長は、９７５［ｎｍ］と設定されているが、第一
のファイバグレーティング５及び第二のファイバグレー
ティング６の反射中心波長を同一の波長（ここでは９７
５［ｎｍ］である）とする必要は必ずしもない。すなわ
ち、第一のファイバグレーティング５及び第二のファイ
バグレーティング６の反射中心波長は略同一の波長に設
定すればよい。In the above description, the respective reflection center wavelengths of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 are set to 975 [nm]. The reflection center wavelength of the grating 6 is set to the same wavelength (here, 97
5 [nm]). That is, the reflection center wavelengths of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 may be set to substantially the same wavelength.

【００３０】この場合において、第一のファイバグレー
ティング５の反射中心波長と第二のファイバグレーティ
ング６の反射中心波長との波長間隔が離れすぎると、半
導体レーザモジュールから取り出される波長の半値幅が
広くなるという問題や、第一のファイバグレーティング
５及び第二のファイバグレーティング６でそれぞれ決定
される二つの波長で発振するという問題が生じる。In this case, if the wavelength interval between the reflection center wavelength of the first fiber grating 5 and the reflection center wavelength of the second fiber grating 6 is too far, the half width of the wavelength extracted from the semiconductor laser module becomes wide. And oscillation at two wavelengths determined by the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6, respectively.

【００３１】それらの問題が生じることを防ぐために、
第一のファイバグレーティング５の反射中心波長と第二
のファイバグレーティング６の反射中心波長との波長間
隔を１．０［ｎｍ］以下に設定する。すなわち、第一の
ファイバグレーティング５及び第二のファイバグレーテ
ィング６の反射中心波長が略同一の波長であるというこ
とは、それら反射中心波長の波長間隔が１．０［ｎｍ］
以下であるということである。To prevent these problems from occurring,
The wavelength interval between the reflection center wavelength of the first fiber grating 5 and the reflection center wavelength of the second fiber grating 6 is set to 1.0 [nm] or less. That is, the fact that the reflection center wavelengths of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 are substantially the same wavelength means that the wavelength interval between the reflection center wavelengths is 1.0 [nm].
That is:

【００３２】また、半導体レーザ素子１からみた第一の
ファイバグレーティング５及び第二のファイバグレーテ
ィング６からの反射光のコヒーレンシーが高くなること
を防ぐため、第一のファイバグレーティング５及び第二
のファイバグレーティング６の各反射率は、０．５〜８
［％］程度のものが望ましい。ここでは、第一のファイ
バグレーティング５及び第二のファイバグレーティング
６の各反射率を３［％］としている。In order to prevent the coherency of the reflected light from the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 as viewed from the semiconductor laser device 1 from increasing, the first fiber grating 5 and the second fiber grating 5 6 is 0.5 to 8
[%] Is desirable. Here, each reflectance of the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 is 3%.

【００３３】そして、第一のファイバグレーティング５
と半導体レーザ素子１（厳密には、半導体レーザ素子１
の裏面）との距離（光ファイバ長）は、１０［ｃｍ］以
上であればよい。しかし、半導体レーザ素子１からみた
第一のファイバグレーティング５及び第二のファイバグ
レーティング６からの反射光のコヒーレンシーを下げる
ために、レーザ光が光ファイバを伝播することでレーザ
光の干渉性が弱まることを利用して、第一のファイバグ
レーティング５と半導体レーザ素子１（厳密には、半導
体レーザ素子１の裏面）との距離を５０［ｃｍ］以上と
することが望ましい。Then, the first fiber grating 5
And the semiconductor laser device 1 (strictly speaking, the semiconductor laser device 1
The distance (optical fiber length) with the back surface of the optical fiber may be 10 cm or more. However, in order to reduce the coherency of the reflected light from the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 as viewed from the semiconductor laser element 1, the coherency of the laser light is weakened by the propagation of the laser light through the optical fiber. It is desirable that the distance between the first fiber grating 5 and the semiconductor laser device 1 (strictly, the back surface of the semiconductor laser device 1) be 50 cm or more.

【００３４】また、第一のファイバグレーティング５と
第二のファイバグレーティグ６との距離は任意である
が、ファイバグレーティグ部の自モジュールへの収納を
考慮すると５０［ｃｍ］以下が望ましい。The distance between the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 is arbitrary, but is preferably 50 cm or less in consideration of the accommodation of the fiber grating portion in its own module.

【００３５】次に、本発明の第１の実施例による半導体
レーザモジュールの動作について図面を用いて説明す
る。図１において、半導体レーザ素子１から出射されて
広がったレーザ光のスペクトラムは、比較的広帯域の波
長成分を有するが、このレーザ光は、第一のレンズ２で
平行光に変換され、第二のレンズ３で集光される。集光
されたレーザ光は、光ファイバ４の端面で焦点を結び、
光ファイバ４を伝搬する。Next, the operation of the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the spectrum of the laser light that has been emitted and spread from the semiconductor laser element 1 has a relatively wide band wavelength component. This laser light is converted into parallel light by the first lens 2, The light is collected by the lens 3. The focused laser light is focused on the end face of the optical fiber 4,
The light propagates through the optical fiber 4.

【００３６】そして、光ファイバ４を伝搬するレーザ光
の一部が、第一のファイバグレーティング５と第二のフ
ァイバグレーティング６とにより反射される。反射され
たレーザ光は逆進して、光ファイバ４を伝搬した後、第
二のレンズ３，第一のレンズ２を介して、半導体レーザ
素子１に戻る。半導体レーザ素子１の裏面（Ｈｒ面）と
ファイバグレーティング５，６とで外部共振器が構成さ
れ、略同一の反射中心波長を有するファイバグレーティ
ング５，６の回折格子で決定される波長帯でのレーザ発
振が可能となる。これにより、波長安定化されたレーザ
光が、本発明の第１の実施例による半導体レーザモジュ
ールから出射されることになる。Then, a part of the laser light propagating through the optical fiber 4 is reflected by the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6. The reflected laser light travels backward, propagates through the optical fiber 4, and returns to the semiconductor laser device 1 via the second lens 3 and the first lens 2. An external resonator is constituted by the back surface (Hr surface) of the semiconductor laser device 1 and the fiber gratings 5 and 6, and a laser in a wavelength band determined by the diffraction gratings of the fiber gratings 5 and 6 having substantially the same reflection center wavelength. Oscillation is enabled. As a result, the wavelength-stabilized laser light is emitted from the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention.

【００３７】ここで、本発明の第１の実施例による半導
体レーザモジュールでは、第一のファイバグレーティン
グ５と第二のファイバブレーティング６とからの二つの
レーザ光が半導体レーザ素子１に逆戻りするので、すな
わち、半導体レーザ素子１からみて反射点が複数か所あ
るので、レーザ光のコヒーレンシーを有効に低下させる
ことができる。これにより、光出力−駆動電流特性等の
光出力特性のキンクをなくすことができる。Here, in the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention, since the two laser beams from the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6 return to the semiconductor laser element 1, That is, since there are a plurality of reflection points as viewed from the semiconductor laser element 1, the coherency of the laser light can be effectively reduced. Thereby, it is possible to eliminate the kink of the light output characteristics such as the light output-drive current characteristics.

【００３８】図２は図１の半導体レーザモジュールのフ
ァイバグレーティング５，６に引き込むことができる半
導体レーザ素子１の発振中心波長範囲を示した図であ
る。図２において、横軸に半導体レーザ素子１の発振中
心波長が示され、縦軸にモジュール化後のレーザ光の波
長が示されている。図２により、本発明の第１の実施例
による半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子
１の発振中心波長範囲△λ＝２３［ｎｍ］（発振中心波
長：９６７〜９９０［ｎｍ］）で、自モジュールから出
射されるレーザ光の波長を９７５［ｎｍ］に安定化して
いることが分かる。FIG. 2 is a diagram showing an oscillation center wavelength range of the semiconductor laser device 1 which can be drawn into the fiber gratings 5 and 6 of the semiconductor laser module of FIG. 2, the horizontal axis indicates the oscillation center wavelength of the semiconductor laser device 1, and the vertical axis indicates the wavelength of the laser light after modularization. As shown in FIG. 2, in the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention, the oscillation center wavelength range of the semiconductor laser device 1 △ λ = 23 [nm] (the oscillation center wavelength: 967 to 990 [nm]). It can be seen that the wavelength of the laser light emitted from the laser beam is stabilized at 975 [nm].

【００３９】なお、本発明の第１の実施例による半導体
レーザモジュールでは、ファイバグレーティングが２つ
の場合を示したが、２つに限られるものではなく、光フ
ァイバ４に３つ以上のファイバグレーティングを形成し
てもよいことは勿論である。In the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention, two fiber gratings have been described. However, the number of fiber gratings is not limited to two. Of course, it may be formed.

【００４０】次に、本発明の第２の実施例について図面
を用いて説明する。図３は本発明の第２の実施例による
半導体レーザモジュールの構成を示す図であり、図１と
同等部分は同一符号にて示している。図３において、本
発明の第２の実施例による半導体レーザモジュールは、
半導体レーザ素子１と、光ファイバ８とを有している。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a view showing a configuration of a semiconductor laser module according to a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 3, a semiconductor laser module according to a second embodiment of the present invention
It has a semiconductor laser device 1 and an optical fiber 8.

【００４１】すなわち、本発明の第２の実施例による半
導体レーザモジュールでは、その光学系にレンズを用い
ず、光ファイバ８の先端をくさび形状に加工した、くさ
び型ファイバを用いている点で、本発明の第１の実施例
による半導体レーザモジュールと相違する。また、本発
明の第２の実施例による半導体レーザモジュールでは、
光ファイバ８に、第一のファイバグレーティング５，第
二のファイバグレーティング６に加えて第三のファイバ
グレーティング７を形成している点でも、本発明の第１
の実施例による半導体レーザモジュールと相違する。That is, the semiconductor laser module according to the second embodiment of the present invention uses a wedge-shaped fiber in which the tip of the optical fiber 8 is processed into a wedge shape without using a lens in the optical system. This is different from the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention. In the semiconductor laser module according to the second embodiment of the present invention,
The first fiber grating of the present invention is also characterized in that a third fiber grating 7 is formed on the optical fiber 8 in addition to the first fiber grating 5 and the second fiber grating 6.
This is different from the semiconductor laser module according to the embodiment.

【００４２】ここで、第三のファイバグレーティング７
の反射中心波長は、第一のファイバグレーティング５の
反射中心波長及び第二のファイバグレーティング６の反
射中心波長と略同一に設定されている。すなわち、第三
のファイバグレーティング７の反射中心波長と第一のフ
ァイバグレーティング５の反射中心波長との波長間隔は
１．０［ｎｍ］以下であり、第三のファイバグレーティ
ング７の反射中心波長と第二のファイバグレーティング
６の反射中心波長との波長間隔も１．０［ｎｍ］以下で
あり、第一のファイバグレーティング５の反射中心波長
と第二のファイバグレーティング６の反射中心波長との
波長間隔も１．０［ｎｍ］以下である。Here, the third fiber grating 7
Is set to be substantially the same as the reflection center wavelength of the first fiber grating 5 and the reflection center wavelength of the second fiber grating 6. That is, the wavelength interval between the reflection center wavelength of the third fiber grating 7 and the reflection center wavelength of the first fiber grating 5 is 1.0 [nm] or less, and the reflection center wavelength of the third fiber grating 7 is The wavelength interval between the reflection center wavelength of the second fiber grating 6 and the reflection center wavelength of the second fiber grating 6 is also 1.0 [nm] or less. 1.0 [nm] or less.

【００４３】このように構成された本発明の第２の実施
例による半導体レーザモジュールにおいても、本発明の
第１の実施例による半導体レーザモジュールと同様、半
導体レーザ素子１の広い発振中心波長範囲で自モジュー
ルから出射されるレーザ光の波長を安定化させ、かつ、
光出力特性のキンクをなくすことができることは明らか
である。In the semiconductor laser module according to the second embodiment of the present invention having the above-described structure, similarly to the semiconductor laser module according to the first embodiment of the present invention, the semiconductor laser element 1 has a wide oscillation center wavelength range. Stabilizes the wavelength of the laser light emitted from its own module, and
Obviously, the kink of the light output characteristics can be eliminated.

【００４４】[0044]

【発明の効果】本発明による第１の効果は、半導体レー
ザ素子の発振中心波長が大きく変動しても自モジュール
から出射されるレーザ光の波長が変動することを防止で
き、かつ、キンクのない光出力特性を実現することがで
きることである。その理由は、略同一の反射中心波長を
有する複数のファイバグレーティングを光ファイバに形
成することで、半導体レーザ素子の広い発振中心波長範
囲で半導体レーザ素子からのレーザ光を複数のファイバ
グレーティングに引き込むことができるからである。そ
して、半導体レーザ素子からみて反射点が複数か所ある
ことにより、半導体レーザ素子からみたレーザ光のコヒ
ーレンシーを有効に低下させることができるからであ
る。The first effect of the present invention is that even if the oscillation center wavelength of the semiconductor laser device greatly changes, the wavelength of the laser beam emitted from the module itself can be prevented from changing, and kink-free. Light output characteristics can be realized. The reason is that by forming a plurality of fiber gratings having substantially the same reflection center wavelength on an optical fiber, the laser light from the semiconductor laser element is drawn into the plurality of fiber gratings within a wide oscillation center wavelength range of the semiconductor laser element. Because it can be. Then, since there are a plurality of reflection points as viewed from the semiconductor laser element, the coherency of the laser light viewed from the semiconductor laser element can be effectively reduced.

【００４５】本発明による第２の効果は、安価な半導体
レーザモジュールを提供できることである。その理由
は、半導体レーザ素子の発振中心波長が大きく変動して
も、安定した波長のレーザ光を半導体レーザモジュール
から取り出すことができるので、半導体レーザモジュー
ルに用いることができる半導体レーザ素子の範囲が広が
り、半導体レーザモジュールに使用する半導体レーザ素
子を選別する必要がなくなるからである。A second effect of the present invention is that an inexpensive semiconductor laser module can be provided. The reason is that even if the oscillation center wavelength of the semiconductor laser element fluctuates greatly, laser light of a stable wavelength can be extracted from the semiconductor laser module, and the range of semiconductor laser elements that can be used in the semiconductor laser module is expanded. This is because there is no need to select a semiconductor laser element used for the semiconductor laser module.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施例の半導体レーザモジュー
ルの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser module according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１の半導体レーザモジュールのファイバグレ
ーティング５，６に引き込むことができる半導体レーザ
素子１の発振中心波長範囲を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an oscillation center wavelength range of a semiconductor laser element 1 which can be drawn into fiber gratings 5 and 6 of the semiconductor laser module of FIG.

【図３】本発明の第２の実施例の半導体レーザモジュー
ルの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser module according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 半導体レーザ素子 ２ 第一のレンズ ３ 第二のレンズ ４，８ 光ファイバ ５ 第一のファイバグレーティング ６ 第二のファイバグレーティング ７ 第三のファイバグレーティング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser element 2 First lens 3 Second lens 4, 8 Optical fiber 5 First fiber grating 6 Second fiber grating 7 Third fiber grating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA04 CA08 DA03 DA04 DA06 5F073 AA65 AB28 EA16 FA07 FA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H037 AA01 BA03 BA04 CA08 DA03 DA04 DA06 5F073 AA65 AB28 EA16 FA07 FA08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体レーザ素子と光ファイバとが光結
合された半導体レーザモジュールであって、 前記光ファイバは、前記半導体レーザ素子から出射され
たレーザ光のうち、略同一の所定の波長の光のみを前記
半導体レーザ素子へそれぞれ反射する複数のファイバグ
レーティングを有することを特徴とする半導体レーザモ
ジュール。1. A semiconductor laser module in which a semiconductor laser device and an optical fiber are optically coupled, wherein the optical fiber is a laser beam emitted from the semiconductor laser device and having substantially the same predetermined wavelength. A semiconductor laser module comprising a plurality of fiber gratings, each of which reflects only the light to the semiconductor laser element. 【請求項２】 前記複数のファイバグレーティングが反
射する光の波長の各々同士の間隔は、１．０ｎｍ以下で
あることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジ
ュール。2. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein an interval between respective wavelengths of light reflected by said plurality of fiber gratings is 1.0 nm or less. 【請求項３】 レーザ光を出射する半導体レーザ素子
と、 前記レーザ光のうち所定の波長の光のみを前記半導体レ
ーザ素子へ反射する第１のファイバグレーティングを有
する光ファイバとを含む半導体レーザモジュールであっ
て、 前記光ファイバは、前記レーザ光のうち前記所定の波長
と略同一の波長の光のみを前記半導体レーザ素子へ反射
する第２のファイバグレーティングを更に有することを
特徴とする半導体レーザモジュール。3. A semiconductor laser module comprising: a semiconductor laser device that emits laser light; and an optical fiber having a first fiber grating that reflects only light of a predetermined wavelength in the laser light to the semiconductor laser device. Wherein the optical fiber further includes a second fiber grating that reflects only light having a wavelength substantially the same as the predetermined wavelength of the laser light to the semiconductor laser element. 【請求項４】 前記所定の波長と前記略同一の波長との
間隔は、１．０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項
３記載の半導体レーザモジュール。4. The semiconductor laser module according to claim 3, wherein an interval between said predetermined wavelength and said substantially same wavelength is 1.0 nm or less. 【請求項５】 前記光ファイバが有するファイバグレー
ティングと前記半導体レーザ素子との距離は５０ｃｍ以
上であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の
半導体レーザモジュール。5. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein a distance between a fiber grating included in said optical fiber and said semiconductor laser element is 50 cm or more. 【請求項６】 前記光ファイバが有するファイバグレー
ティングの各々は、０．５〜８％の反射率を有すること
を特徴とする請求項１〜５いずれか記載の半導体レーザ
モジュール。6. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein each of the fiber gratings of the optical fiber has a reflectance of 0.5 to 8%. 【請求項７】 前記レーザ光を平行光に変換する第１の
レンズと、前記平行光を集光する第２のレンズとを有
し、 前記第２のレンズにより集光された前記レーザ光は、前
記光ファイバの端面で焦点を結び、前記光ファイバを伝
播することを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の半
導体レーザモジュール。7. A laser apparatus comprising: a first lens that converts the laser light into parallel light; and a second lens that collects the parallel light, wherein the laser light collected by the second lens is 7. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein a focal point is formed at an end face of said optical fiber, and said optical fiber propagates through said optical fiber. 【請求項８】 前記光ファイバに入射する前記レーザ光
が前記第２のレンズの入射領域外に反射されるように前
記端面の形状が加工され、前記端面には反射防止膜が施
されていることを特徴とする請求項７記載の半導体レー
ザモジュール。8. The shape of the end face is processed so that the laser light incident on the optical fiber is reflected outside the incident area of the second lens, and the end face is provided with an antireflection film. The semiconductor laser module according to claim 7, wherein: 【請求項９】 前記光ファイバの先端はくさび形状に加
工され、前記レーザ光は前記先端から前記光ファイバに
入射することを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の
半導体レーザモジュール。9. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein a tip of said optical fiber is processed into a wedge shape, and said laser light is incident on said optical fiber from said tip.
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